CN101794559B - 液晶显示设备的背光组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示设备的背光组件，用于节省液晶显示设备的生产成本。该液晶显示设备的背光组件包括LED背光单元，该LED背光单元包括：多个发光二极管串，所述多个发光二极管串中的每一个具有串联连接的多个发光二极管，以及多个电流平衡电路，其以一对一的方式与所述发光二极管串匹配；发光二极管驱动器，其用于向所述发光二极管提供发光电流；以及连接器，其电连接在所述多个电流平衡电路和所述发光二极管驱动器之间，并共同连接至所述多个电流平衡电路。

Description

液晶显示设备的背光组件
本申请要求2009年2月3日提交的韩国专利申请No.10-2009-0008229和2009年5月1日提交的韩国专利申请No.10-2009-0038640的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容，就像在此进行了完整阐述一样。
技术领域
本发明涉及液晶显示设备，更具体地，涉及液晶显示设备的背光组件，该背光组件可以减少将LED背光单元和背光驱动器电连接的连接器和电线的数量。
背景技术
由于液晶显示设备具有重量轻，外形薄和功耗低的特点，所以现在的趋势是液晶显示设备的应用领域变得越来越广泛。根据这一趋势，液晶显示设备被用于办公自动化设备和音频/视频设备。
因为液晶显示设备不能发光，所以其需要例如背光单元的额外光源。
在背光单元中，根据光源的位置，背光单元有直下照明型和侧光照明型这两种类型。所述侧光照明型背光单元具有安装在液晶显示设备的一侧边缘的光源，用于将来自光源的光通过导光板和多个光学片引导至液晶显示板。所述直下照明型背光单元具有位于液晶显示设备下面的多个光源，用于将来自光源的光通过散射板和多个光学片引导至液晶显示板。同时，最近逐渐增加了应用有发光二极管LED的背光组件的使用。应用有发光二极管LED的背光组件具有其上设置有LED的LED背光单元，以及用于驱动所述LED背光单元的背光驱动器。在这种情况下，由于LED背光单元和背光驱动器分别形成在单独的印刷电路板上，所以LED背光单元和背光驱动器用连接器和电线来电连接。具体地，因为连接器的数量与形成在LED背光单元上的LED串的数量成比例，并且连接器是背光组件中昂贵的部件，所以多个连接器和多条电线就成为增加液晶显示设备的生产成本的主要因素。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种液晶显示设备的背光组件。
本发明的一个目的是提供一种液晶显示设备的背光组件，其中具有发光二极管驱动器的背光驱动器和LED背光单元用一个连接器来电连接以减少连接器和电线的数量。
本公开的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种液晶显示设备的背光组件包括：LED背光单元，该LED背光单元包括：多个发光二极管串，所述多个发光二极管串中的每一个具有串联连接的多个发光二极管，以及多个电流平衡电路，其以一对一的方式与所述发光二极管串匹配；发光二极管驱动器，其用于向所述发光二极管提供发光电流；以及连接器，其电连接在所述多个电流平衡电路和所述发光二极管驱动器之间，并共同连接至所述多个电流平衡电路。
所述电流平衡电路并联连接至所述连接器。
所述连接器包括：第一电线，其使得用于所述发光二极管发光的发光电流流过；第二电线，其用于将来自所述发光二极管串的电流反馈至所述发光二极管驱动器；第三电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的基准电压；以及第四电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的接地电压。
所述背光组件还包括：其上形成有所述LED背光单元的第一印刷电路板；以及其上形成有所述发光二极管驱动器的第二印刷电路板。
在本发明的另一个方面，一种液晶显示设备的背光组件包括：多个LED背光单元，所述多个LED背光单元中的每一个包括多个发光二极管串以及以一对一的方式与所述发光二极管串匹配的多个电流平衡电路，其中，所述多个发光二极管串中的每一个具有串联连接的多个发光二极管；发光二极管驱动器，其用于向所述发光二极管提供发光电流；连接器，其电连接在所述多个电流平衡电路和所述发光二极管驱动器之间，并共同连接至所述多个电流平衡电路；其中，所述连接器位于每个LED背光单元和所述发光二极管驱动器之间。
所述电流平衡电路并联连接至所述连接器。
所述连接器包括：第一电线，其使得用于所述发光二极管发光的发光电流流过；第二电线，其用于将来自所述发光二极管串的电流反馈至所述发光二极管驱动器；第三电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的基准电压；以及第四电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的接地电压。
所述背光组件还包括：其上各形成有所述LED背光单元的多个第一印刷电路板；以及其上形成有所述发光二极管驱动器的第二印刷电路板。
所述连接器的数量与所述LED背光单元或所述第一印刷电路板的数量相同。
应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本公开中以提供对本公开的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开的原理。附图中：
图1示出了根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的框图。
图2详细示出了根据本发明的第一优选实施方式的背光组件的框图。
图3示出了系统驱动器和图2中的发光二极管驱动器的框图。
图4详细示出了根据本发明的第二优选实施方式的背光组件的框图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施方式，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。
图1示出了根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的框图。
参照图1，液晶显示设备100包括液晶显示板110，数据驱动器120，选通驱动器130，伽玛基准电压生成器140，背光组件90，公共电压生成器170，选通驱动电压生成器180，以及定时控制器190，其中，液晶显示板110具有彼此交叉的数据线DL1至DLm和选通线GL1至GLn，以及位于所述数据线和选通线的各个交叉部分的用于驱动相应的液晶单元Clc的薄膜晶体管TFT；数据驱动器120用于向液晶显示板110的数据线DL1至DLm提供数据；选通驱动器130用于向液晶显示板110的选通线GL1至GLn提供扫描脉冲；伽玛基准电压生成器140用于生成伽玛基准电压并将该伽玛基准电压提供给数据驱动器120；背光组件90用于将光引导至液晶显示板110；公共电压生成器170用于生成公共电压Vcom并将该公共电压Vcom提供给液晶显示板110中的液晶单元Clc的公共电极；选通驱动电压生成器180用于生成栅极高压VGH和栅极低压VGL并将该栅极高压VGH和栅极低压VGL提供给选通驱动器130；并且定时控制器190用于控制数据驱动器120和选通驱动器130。
液晶显示板110具有其间注入液晶的两个玻璃片。数据线DL1至DLm和选通线GL1至GLn形成在液晶显示板110的下玻璃基板上并互相交叉。TFT形成在数据线DL1至DLm和选通线GL1至GLn的各个交叉点上。TFT响应于扫描脉冲向液晶单元Clc提供来自数据线DL1至DLm的数据。薄膜晶体管具有连接至选通线GL1至GLn的栅极，连接至数据线DL1至DLm的源极，以及连接至液晶单元Clc的像素电极和存储电容器Cst的漏极。
响应于通过选通线GL1至GLn提供给栅极的扫描脉冲来导通TFT。当TFT导通时，视频数据通过数据线DL1至DLm提供给液晶单元Clc。
数据驱动器120响应于数据驱动控制信号DDC将数据提供给数据线DL1至DLm，采样并锁存来自定时控制器190的数字视频数据RGB，将这样采样和锁存的数字视频数据RGB转换为能够根据来自伽玛基准电压生成器140的伽玛基准电压表现液晶显示板110中的液晶单元Clc的灰度的模拟数据电压，并且向数据线DL1至DLm提供模拟数据电压。
选通驱动器130响应于来自定时控制器190的选通驱动信号GDC和选通移位时钟GSC而连续生成扫描脉冲，也就是选通脉冲，并且将扫描脉冲提供给选通线GL1至GLn。在这种情况下，选通驱动器130根据来自选通驱动电压生成器180的栅极高压VGH和栅极低压VGL固定各个扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
伽玛基准电压生成器140接收被提供给液晶显示板110的电源电压中的最高的电源电压VDD，并且生成正极性基准电压和负极性基准电压且将其提供给数据驱动器120。
公共电压生成器170接收最高的电源电压VDD来生成公共电压Vcom并将该公共电压Vcom提供给位于液晶显示板110的各像素的液晶单元Clc的公共电极。
选通驱动电压生成器180接收最高电压VDD来生成栅极高压VGH和栅极低压VGL并将栅极高压VGH和栅极低压VGL提供给选通驱动器130。选通驱动电压生成器180生成高于位于液晶显示板的各个像素的TFT的阈值电压的栅极高压VGH，并且生成低于TFT的阈值电压的栅极低压VGL。由此生成的栅极高压VGH和栅极低压VGL用来分别固定由选通驱动器130生成的扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
定时控制器190向数据驱动器120提供来自数字视频卡(未示出)的数字视频数据RGB；根据时钟信号CLK，通过使用水平/垂直同步信号来生成数据驱动控制信号DDC和选通驱动控制信号GDC；并且将数据驱动控制信号DDC和选通驱动控制信号GDC分别提供给数据驱动器120和选通驱动器130。在这种情况下，数据驱动控制信号DDC包括源移位时钟SSC，源起始脉冲SSP，极性控制信号POL和源输出使能信号SOE；选通驱动控制信号GDC包括选通起始脉冲GSP和选通输出使能信号GOE。
背光组件90包括设置在液晶显示板110后面的多个发光二极管LED，用于向液晶显示板110中的像素发光。
图2详细示出了根据本发明的第一优选实施方式的背光组件的框图。
参照图2，背光组件90包括LED背光单元150和背光驱动器160，其中，该背光驱动器160用于将发光电流和电压提供给LED背光单元150，该LED背光单元150和该背光驱动器160分离地位于单独的印刷电路板上并且用连接器200彼此电连接。
参照图2和图3，将更详细地描述根据本发明的第一优选实施方式的液晶显示设备的背光组件。
参照图2，LED背光单元150包括位于第一印刷电路板PCB 152上的发光二极管串151，以及与发光二极管串151一对一匹配的电流平衡电路154，其中，发光二极管串151分别具有串联连接的多个发光二极管LED1～LEDn。电流平衡电路154将来自背光驱动器160的电流均匀地提供给发光二极管串151。
背光驱动器160包括位于第二印刷电路板162上的发光二极管驱动器164。参照图3，包括发光二极管驱动器164的背光驱动器160从系统驱动器280接收发光二极管驱动电压。
图3所示的系统驱动器280包括整流器210，平整器(smoother)220，功率因数校正器230，以及DC/DC转换器240，其中，整流器210用于将市电(如AC电压)转换为DC电压；平整器220用于从由整流器210转换的DC电压中去除纹波；功率因数校正器230用于校正来自平整器220的DC电压的功率因数以传送一DC电压，如400V的DC电压；并且DC/DC转换器240用于将来自功率因数校正器230的DC 400V转换为一DC电压，例如24V的DC电压。
整流器210将市电(例如，AC 220V)转换为DC电压并将该DC电压提供给平整器220。由于电压在整流过程中被上拉，所以如果市电为AC 220V，则提供给平整器220的将是约331V的DC电压。
平整器220去除由整流器210整流的DC电压(DC 331V)的纹波以仅将DC分量的DC 331V施加到功率因数校正器230上，并且该平整器220只传递DC分量并吸收滤波过程中的AC分量以吸收和去除该AC分量。
功率因数校正器230校正来自平整器220的DC 331V的DC电压的功率因数来去除电压和电流之间的相位差，并且将DC 400V提供给DC/DC转换器240。由于各个国家的市电是不同的，所以设置该功率因数校正器230，以用于将DC 400V的固定的DC电压提供给DC/DC转换器240，而不管市电是多少。
DC/DC转换器240将来自功率因数校正器230的DC 400V转换为24V，并将由此转换的DC 24V提供给背光驱动器160。
背光驱动器160中的发光二极管驱动器164将来自DC/DC转换器240的直流(DC)电压(24V)转换为驱动LED所需的电压(DC 35V)，并且将使发光二极管LED发光所需的发光电流通过连接器200提供给电流平衡电路154。
在这种情况下，由于电流平衡电路154被包括在LED背光单元150中而非背光驱动器160中，从而使得来自背光驱动器160中的发光二极管驱动器164的电流只通过连接器200，所以本发明的背光组件能够显著地节省连接器和电线的数量。
下面将更详细地描述这一点。参照图2，电流平衡电路154并联连接至一个连接器200，也就是说，所述一个连接器200电连接在电流平衡电路和发光二极管驱动器之间，而且共同连接至多个电流平衡电路。因此，将来自发光二极管驱动器164的发光电流提供给并联连接的电流平衡电路154，该电流在通过所述一个连接器200之后被分流。在将电流分别提供给发光二极管串151之前，电流平衡电路154通过使用基准电压Vref和接地电压GND而使电流强度均匀。来自发光二极管串151的电流通过所述一个连接器200被再次反馈给发光二极管驱动器164。最后，本发明的液晶显示设备的背光组件能够仅用一个连接器200来在背光驱动器160和LED背光单元150之间进行电连接，从而与相关技术相比可以显著地节省成本。
同时，从发光二极管驱动器164至LED背光单元150的基准电压Vref和接地电压GND也可以通过连接器200来提供。因此，还可以减少连接器200所用的电线202。为此，用于将发光二极管驱动器164电连接至LED背光单元150所需的电线202是第一电线W1，第二电线W2，第三电线W3和第四电线W4，其中，第一电线W1使得用于发光二极管发光的电流流过；第二电线W2用于将来自发光二极管串的电流反馈给发光二极管驱动器164，并且第三电线W3和第四电线W4用于仅提供基准电压Vref和接地电压GND。最后，与相关技术相比，本发明可以节省大量的电线。因此，可以显著节省制造液晶显示设备的背光组件所需的成本。
同时，图2中的液晶显示设备的背光组件90示出了仅使用一个第一印刷电路板152的情况。
然而，随着液晶显示设备的型号逐渐变大，在一个印刷电路板上安装足量的发光二极管串151和电流平衡电路154存在物理限制。
图4示出了根据本发明的第二优选实施方式的可适用于大型号的液晶显示设备的背光组件的框图。
参照图4，除了第二实施方式的背光组件包括多个第一印刷电路板152，多个LED背光单元150，以及其数量与第一印刷电路板152或LED背光单元150的数量相同的多个连接器200之外，第二实施方式的背光组件与第一实施方式的背光组件相同。
参照图4，背光组件190包括多个LED背光单元150和用于将发光电流和电压提供给多个LED背光单元150的背光驱动器160，其中，LED背光单元150分别形成在单独的第一印刷电路板152上。而且，一个连接器200电连接在电流平衡电路与发光二极管驱动器之间，并共同连接至多个电流平衡电路。同时，尽管图4只示出了两个LED背光单元150和两个第一印刷电路板152，但是LED背光单元150和第一印刷电路板152的数量并不限于此，而多个LED背光单元150和第一印刷电路板152的组合可以与大尺寸屏幕相适合。
在根据本发明的第二优选实施方式的液晶显示设备的背光组件中，其上各形成有一个LED背光单元150的第一印刷电路板152通过单独的连接器200与其上形成有背光驱动器160的第二印刷电路板162电连接。LED背光单元150和连接器200中的每一个都与本发明的第一实施方式中的相同。
因此，本发明的第二实施方式保持了本发明的第一实施方式的目的和优点，并且能够提供可适用于大尺寸屏幕的大尺寸背光组件。
如上所述，本发明的液晶显示设备的背光组件具有如下优点。
与相关技术相比，LED背光单元通过一个连接器与具有发光二极管驱动器的背光驱动器电连接，因而减少了连接器和电线的数量，由此能够节省液晶显示设备的生产成本。
对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (9)

1.一种液晶显示设备的背光组件，该背光组件包括：
LED背光单元，该LED背光单元包括：
多个发光二极管串，所述多个发光二极管串中的每一个具有串联连接的多个发光二极管，以及
多个电流平衡电路，其以一对一的方式与所述发光二极管串匹配；
发光二极管驱动器，其用于向所述发光二极管提供发光电流；以及
一个连接器，其电连接在所述多个电流平衡电路和所述发光二极管驱动器之间，并共同连接至所述多个电流平衡电路，
其中，来自所述发光二极管串的电流通过所述一个连接器反馈至所述发光二极管驱动器,
其中，所述发光二极管驱动器将所述发光电流通过所述一个连接器提供给所述电流平衡电路，然后所述电流平衡电路将所述发光电流分别提供给所述发光二极管串。
2.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述多个电流平衡电路并联连接至所述连接器。
3.根据权利要求1所述的背光组件，其中，所述连接器包括：
第一电线，其使得用于所述发光二极管发光的发光电流流过；
第二电线，其用于将来自所述发光二极管串的电流反馈至所述发光二极管驱动器；
第三电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的基准电压；以及
第四电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的接地电压。
4.根据权利要求1所述的背光组件，该背光组件还包括：
其上形成有所述LED背光单元的第一印刷电路板；以及
其上形成有所述发光二极管驱动器的第二印刷电路板。
5.一种液晶显示设备的背光组件，该背光组件包括：
多个LED背光单元，所述多个LED背光单元中的每一个包括多个发光二极管串以及以一对一的方式与所述发光二极管串匹配的多个电流平衡电路，其中，所述多个发光二极管串中的每一个具有串联连接的多个发光二极管；
发光二极管驱动器，其用于向所述发光二极管提供发光电流；以及
与所述多个LED背光单元一对一设置的多个连接器，所述多个连接器中的每一个电连接在与该连接器对应的LED背光单元的所述多个电流平衡电路和所述发光二极管驱动器之间，并共同连接至所述多个电流平衡电路；
其中，所述多个连接器中的每一个位于与该连接器对应的LED背光单元和所述发光二极管驱动器之间，并且
其中，来自各LED背光单元的所述发光二极管串的电流通过与该LED背光单元对应的连接器反馈至所述发光二极管驱动器，
其中，所述发光二极管驱动器将所述发光电流通过所述多个连接器中的每一个提供给与该连接器对应的LED背光单元的所述多个电流平衡电路，然后所述电流平衡电路将所述发光电流分别提供给所述发光二极管串。
6.根据权利要求5所述的背光组件，其中，每一个LED背光单元中的所述多个电流平衡电路并联连接至与该LED背光单元对应的连接器。
7.根据权利要求5所述的背光组件，其中，所述多个连接器中的每一个包括：
第一电线，其使得用于所述发光二极管发光的发光电流流过；
第二电线，其用于将来自所述发光二极管串的电流反馈至所述发光二极管驱动器；
第三电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的基准电压；以及
第四电线，其用于向所述电流平衡电路提供来自所述发光二极管驱动器的接地电压。
8.根据权利要求5所述的背光组件，该背光组件还包括：
其上各形成有所述LED背光单元的多个第一印刷电路板；以及
其上形成有所述发光二极管驱动器的第二印刷电路板。
9.根据权利要求8所述的背光组件，其中，所述连接器的数量与所述LED背光单元或所述第一印刷电路板的数量相同。
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